JP2003199318A - Cooling tube and linear motor - Google Patents

Cooling tube and linear motor

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JP2003199318A
JP2003199318A JP2001396651A JP2001396651A JP2003199318A JP 2003199318 A JP2003199318 A JP 2003199318A JP 2001396651 A JP2001396651 A JP 2001396651A JP 2001396651 A JP2001396651 A JP 2001396651A JP 2003199318 A JP2003199318 A JP 2003199318A
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cooling pipe
linear motor
cooling
fibers
tubular body
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JP2001396651A
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Japanese (ja)
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Shigeki Kageyama
滋樹 影山
Shigeru Kawashima
茂 川嶋
Yasuhiro Nishi
泰博 西
Hirohiko Yoshimura
大彦 吉村
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Nikon Corp
Toray Industries Inc
Original Assignee
Nikon Corp
Toray Industries Inc
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    • F28HEAT EXCHANGE IN GENERAL
    • F28FDETAILS OF HEAT-EXCHANGE AND HEAT-TRANSFER APPARATUS, OF GENERAL APPLICATION
    • F28F21/00Constructions of heat-exchange apparatus characterised by the selection of particular materials
    • F28F21/06Constructions of heat-exchange apparatus characterised by the selection of particular materials of plastics material
    • F28F21/062Constructions of heat-exchange apparatus characterised by the selection of particular materials of plastics material the heat-exchange apparatus employing tubular conduits

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  • Linear Motors (AREA)
  • Exposure And Positioning Against Photoresist Photosensitive Materials (AREA)
  • Exposure Of Semiconductors, Excluding Electron Or Ion Beam Exposure (AREA)
  • Motor Or Generator Cooling System (AREA)

Abstract

<P>PROBLEM TO BE SOLVED: To manufacture a lightweight cooling tube having high accuracy and restrain viscosity resistance. <P>SOLUTION: This cooling tube includes a coil body 1 installed on one of two members relatively traveling and a magnetism emitting body 5 installed on the other member 2. This cooling tube is also fitted with a tube body 6, which surrounds the periphery of the coil body 1 and forms a flow passage 7 for temperature control medium 11 in a space between the coil body 1. The tube body 6 is formed out of fiber reinforced plastic. <P>COPYRIGHT: (C)2003,JPO

Description

【発明の詳細な説明】Detailed Description of the Invention

【0001】[0001]

【発明の属する技術分野】本発明は、発熱体を冷却する
冷却管ならびに2つの部材を相対的に移動させるための
リニアモータに関し、特に半導体露光装置や液晶露光装
置のように温度管理の厳しい装置に用いて好適な冷却管
ならびにリニアモータに関するものである。
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a cooling pipe for cooling a heating element and a linear motor for moving two members relative to each other, and particularly to a device such as a semiconductor exposure device or a liquid crystal exposure device having severe temperature control. The present invention relates to a cooling pipe and a linear motor suitable for use in.

【0002】[0002]

【従来の技術】従来、載置物を移動させる各種ステージ
装置のアクチュエータとしては回転モータが多く用いら
れていたが、回転モータを直動機構に用いる場合、モー
タの回転運動を直線運動に変換するためボールネジ等を
必要とする。ところが、ボールネジにはバックラッシュ
が存在するため、ボールネジの使用はステージ位置制御
性に問題が生じる。また、ステージ移動のストロークが
長くなると、ボールネジに発生する共振が新たな問題と
なってしまう。さらに、ボールネジを長期間使用する場
合には潤滑剤の補給をする必要があることに加えて、ボ
ールネジに剥離や摩擦が起こり、ボールネジ自体を交換
しなければならない等、種々の問題がある。
2. Description of the Related Art Conventionally, a rotary motor has been often used as an actuator for various stage devices for moving a mounted object. However, when the rotary motor is used as a linear motion mechanism, the rotary motion of the motor is converted into a linear motion. Requires a ball screw, etc. However, since the ball screw has backlash, the use of the ball screw causes a problem in the stage position controllability. In addition, when the stroke for moving the stage becomes long, resonance generated in the ball screw becomes a new problem. Further, when the ball screw is used for a long period of time, in addition to the fact that the lubricant needs to be replenished, peeling and friction occur on the ball screw, and the ball screw itself must be replaced.

【0003】そこで、近年では上記回転モータに代わっ
てリニアモータが実用に供されている。リニアモータ
は、非接触で駆動されるため、摩擦が生じず、カップリ
ングなど、駆動力の伝達機構が不要となり、位置制御性
に優れている等の利点から、現在では回転モータからリ
ニアモータへの転換が進みつつある。
Therefore, in recent years, a linear motor has been put into practical use in place of the rotary motor. Since a linear motor is driven in a non-contact manner, friction does not occur, a driving force transmission mechanism such as a coupling is not required, and it has excellent position controllability. The transformation of is going on.

【0004】従来、この種のリニアモータには様々な形
態があるが、2相のリニアモータとしては、例えば図8
(a)〜(c)に示すものが知られている。この図に示
すリニアモータは、固定子としての電機子(コイルアセ
ンブリ、コイル体)1と、固定子に対して相対移動する
可動子としての磁石ユニット2とを主体として構成され
るものである。磁石ユニット2は、断面ロ字状のフレー
ム2a内に磁石(発磁体)5、5が対向して、且つ推力
方向(図8(a)中、左右方向)に複数列設された構成
になっており、コイルアセンブリ1はこれら対向する磁
石5、5間に配設されている。なお、この図に示す例で
は、コイルアセンブリ91は、樹脂で固められている
が、他の構成であってもよい。
Conventionally, there are various forms of this type of linear motor, but as a two-phase linear motor, for example, FIG.
Those shown in (a) to (c) are known. The linear motor shown in this figure mainly includes an armature (coil assembly, coil body) 1 as a stator, and a magnet unit 2 as a mover that moves relative to the stator. The magnet unit 2 has a structure in which magnets (magnetizers) 5 and 5 are opposed to each other in a frame 2a having a square cross section, and a plurality of rows are arranged in the thrust direction (left and right direction in FIG. 8A). The coil assembly 1 is disposed between the magnets 5 and 5 facing each other. In addition, in the example shown in this figure, the coil assembly 91 is hardened with resin, but may have another configuration.

【0005】また、図9(a)〜(c)に、リニアモー
タの他の構成を示す。このリニアモータでは、コイルを
断面視コ字状に形成し(図9(b)参照)、これら複数
のコイルを組み合わせてコイルアセンブリ3を構成して
いる。この形態では、コイルをコ字状に曲げる必要があ
るものの、推力と垂直方向にコイルを敷き詰めることが
できるため、効率がよいという利点がある。
9 (a) to 9 (c) show another configuration of the linear motor. In this linear motor, the coil is formed in a U-shape in cross section (see FIG. 9B), and the coil assembly 3 is configured by combining these plural coils. In this form, although it is necessary to bend the coil in a U-shape, it is possible to spread the coil in a direction perpendicular to the thrust force, which is advantageous in that the efficiency is high.

【0006】図10(a)〜(c)に、図9に示したコ
イルアセンブリと同様に、コイルをコ字状に曲げている
が、さらにもう一段曲げて略H字状に形成したコイルア
センブリの例を示す。このコイルアセンブリ4では、図
9に示したリニアモータと比較して、同様の効率が得ら
れるとともに、コイルを略H字状に形成しているので磁
石5、5間の距離を短くすることができ、いわゆる無効
コイル部近傍の厚さを小さくすることができる。
10 (a) to 10 (c), the coil is bent in a U shape similarly to the coil assembly shown in FIG. 9, but is further bent one more step to form a substantially H shape. For example: Compared with the linear motor shown in FIG. 9, this coil assembly 4 has similar efficiency, and since the coil is formed in a substantially H shape, the distance between the magnets 5 and 5 can be shortened. Therefore, the thickness in the vicinity of the so-called ineffective coil portion can be reduced.

【0007】一方、精密位置決めステージにおいては、
近年、位置決め精度向上の要求が高く、そのため、徹底
した周囲熱源の排除が行われてきた。これは、熱源の存
在により、構造部材が熱により変形したり、測長器の精
度を低下させる可能性があるからである。このような用
途においてリニアモータは熱源の一つであるため、例え
ばコイルアセンブリの周囲を冷却管(管体)で囲み、冷
却管とコイルアセンブリとの間の流路に冷媒を流すこと
で冷却を行う等、熱に起因するステージ性能の低下を誘
発しない構成等が検討されている。
On the other hand, in the precision positioning stage,
In recent years, there has been a strong demand for improving the positioning accuracy, and therefore, the ambient heat source has been thoroughly removed. This is because the presence of the heat source may cause the structural member to be deformed due to heat and may reduce the accuracy of the length measuring device. Since the linear motor is one of the heat sources in such applications, cooling is performed by, for example, surrounding the coil assembly with a cooling pipe (tubular body) and flowing a refrigerant in a flow path between the cooling pipe and the coil assembly. For example, a configuration that does not induce deterioration of the stage performance due to heat, such as performing, is being studied.

【0008】この種のリニアモータの一例を図11
(a)〜(c)に示す。この図に示すリニアモータは、
磁石ユニット2と、コイルアセンブリ1と、コイルアセ
ンブリ1の周囲を囲む断面ロ字状の中空直方体形状の冷
却管(管体)6とから構成されている。コイルアセンブ
リ1の長さ方向両端には、コイルアセンブリ1と冷却管
6との間に流路7を形成させるように軸部8、8が設け
られている。
An example of this type of linear motor is shown in FIG.
It shows in (a)-(c). The linear motor shown in this figure
It is composed of a magnet unit 2, a coil assembly 1, and a hollow rectangular parallelepiped cooling pipe (tubular body) 6 that surrounds the periphery of the coil assembly 1. Shafts 8 are provided at both ends in the length direction of the coil assembly 1 so as to form a flow path 7 between the coil assembly 1 and the cooling pipe 6.

【0009】そして、固定子の一方の端面からフロリナ
ート等の冷却液(冷媒)を流路7に送出し、他方の端面
から排出することでコイルアセンブリ1を冷却してい
る。冷却管6の材質としては、ここではステンレスを採
用している。なお、冷却液の入口、出口は端面に配置す
るものと限るものではなく、例えば側面に配置してもよ
い。
A cooling liquid (refrigerant) such as Fluorinert is sent from one end surface of the stator to the flow path 7 and discharged from the other end surface to cool the coil assembly 1. As the material of the cooling pipe 6, stainless steel is adopted here. The inlet and outlet of the cooling liquid are not limited to those arranged on the end faces, and may be arranged on the side faces, for example.

【0010】また、図10で示したコイルアセンブリ4
の周囲を冷却管6で囲んだリニアモータの一例を図12
(a)〜(c)に示す。この図に示すように、冷却管6
の断面形状は、コイルアセンブリ4の断面形状に対応し
て略H字状に形成されている。この場合も、冷却管6は
ステンレスで構成されている。
Further, the coil assembly 4 shown in FIG.
FIG. 12 shows an example of a linear motor in which the cooling pipe 6 surrounds the circumference of
It shows in (a)-(c). As shown in this figure, the cooling pipe 6
The cross-sectional shape of is corresponding to the cross-sectional shape of the coil assembly 4 and is formed in a substantially H shape. Also in this case, the cooling pipe 6 is made of stainless steel.

【0011】なお、上記の例では、磁石ユニット2が断
面ロ字状のフレーム2aを有する構成としたが、図13
に示されるように、断面コ字状としてもリニアモータを
構成することが可能であるが、磁石5、5同士の吸引力
により、開口部側の磁石間距離が縮まり、磁石5が冷却
管6と接触する可能性があるため、既述したロ字状の方
が好ましい。
In the above example, the magnet unit 2 has the frame 2a having a square cross section, but FIG.
As shown in FIG. 5, the linear motor can be configured to have a U-shaped cross section, but the attraction force between the magnets 5 and 5 reduces the distance between the magnets on the opening side, so that the magnets 5 are cooled. The square shape described above is preferable because it may come into contact with.

【0012】ここで、上記の冷却管6の中、図11に示
した冷却管6の製造方法について簡単に説明すると、図
14(a)に示すコイルアセンブリ1に対して一面側に
配置したステンレス板6aの幅方向両端縁にスペーサ6
b、6bを取付ネジ等により固定し(図14(b)参
照)、さらに、他面側に配置したステンレス板6cをス
ペーサ6b、6bに固定する(図14(c)参照)。こ
れにより、冷却管6とコイルアセンブリ1との間に流路
7が形成され、この流路7に冷却液を充填することがで
きる(図14(d)参照)。
Here, a brief description will be given of a method of manufacturing the cooling pipe 6 shown in FIG. 11 among the cooling pipes 6 described above. Stainless steel arranged on one side of the coil assembly 1 shown in FIG. Spacers 6 are provided on both widthwise edges of the plate 6a.
b and 6b are fixed with mounting screws or the like (see FIG. 14B), and further, the stainless steel plate 6c arranged on the other surface side is fixed to the spacers 6b and 6b (see FIG. 14C). Thereby, the flow path 7 is formed between the cooling pipe 6 and the coil assembly 1, and the flow path 7 can be filled with the cooling liquid (see FIG. 14D).

【0013】ところが、この製造方法では、スペーサ6
bの幅だけ冷却管6の幅も大きくなるため、結果として
磁石ユニット2の幅も大きくなり、磁石5、5の吸引力
により磁石ユニット2が変形しやすくなり、磁石ユニッ
ト2と冷却管6とが接触してしまうという問題が生じ
る。そこで、このような場合、図15(a)に示すステ
ンレス板6aの両端部を折り曲げて(図15(b)参
照)コ字状に形成し、折り曲げた一対のステンレス板6
a、6aを端面同士で溶接することによりロ字状の冷却
管6を形成する(図15(c)参照)。そして、この冷
却管6内にコイルアセンブリ1を挿入すれば(図15
(d)参照)、冷却管6の幅が小さくなり、磁石5、5
の吸引力による磁石ユニット2の変形を抑制することが
できる。
However, in this manufacturing method, the spacer 6
Since the width of the cooling pipe 6 is increased by the width of b, the width of the magnet unit 2 is also increased as a result, the magnet unit 2 is easily deformed by the attraction force of the magnets 5 and 5, and the magnet unit 2 and the cooling pipe 6 are There is a problem that they come into contact with each other. Therefore, in such a case, the stainless steel plate 6a shown in FIG. 15 (a) is bent at both ends (see FIG. 15 (b)) to form a U-shape, and the pair of bent stainless steel plates 6 is formed.
The square-shaped cooling pipe 6 is formed by welding the end faces of a and 6a (see FIG. 15C). Then, if the coil assembly 1 is inserted into the cooling pipe 6 (see FIG. 15).
(See (d)), the width of the cooling pipe 6 becomes smaller, and the magnets 5, 5
It is possible to suppress the deformation of the magnet unit 2 due to the attraction force.

【0014】また、図12及び図13に示した冷却管6
の製造方法としては、図16(a)に示す凹部を有する
ステンレス板6aの両端部を折り曲げて(図16(b)
参照)コ字状に形成し、折り曲げた一対のステンレス板
6a、6aを端面同士で溶接することによりロ字状の冷
却管6を形成することができる(図16(c)参照)。
また、別の製造方法としては、図17(a)に示すよう
に、ステンレスのブロック板6dの両面に切削加工を施
して凹部を形成し(図17(b)参照)、切削した一対
のブロック板6d、6dを端面同士で溶接することによ
り、図17(c)に示すように、凹部を有するロ字状の
冷却管6を形成することができる。
The cooling pipe 6 shown in FIGS. 12 and 13 is also provided.
As a method of manufacturing the same, the both ends of the stainless plate 6a having the recess shown in FIG. 16 (a) are bent (FIG. 16 (b)).
(See FIG. 16C) By welding a pair of stainless steel plates 6a, 6a, which are formed in a U shape and bent, at their end faces, the cooling pipe 6 having a U shape can be formed (see FIG. 16C).
In addition, as another manufacturing method, as shown in FIG. 17A, a pair of cut blocks is formed by cutting the both sides of a stainless block plate 6d to form recesses (see FIG. 17B). By welding the plates 6d, 6d to each other at their end faces, as shown in FIG. 17 (c), it is possible to form a square-shaped cooling pipe 6 having a recess.

【0015】[0015]

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上述し
たような従来の冷却管ならびにリニアモータには、以下
のような問題が存在する。可動子が移動して冷却管に対
する磁束密度が変化すると、冷却管には当該冷却管の電
気抵抗値と略反比例した値で渦電流が発生する。上述し
たように、冷却管の材質は導電性材料であり電気抵抗値
が低いため、冷却管には大きな渦電流が生じることにな
り、結果として渦電流の値に応じて、可動子の進行方向
と逆方向に大きな推力、いわゆる粘性抵抗が生じるとい
う問題があった。
However, the conventional cooling pipe and linear motor as described above have the following problems. When the mover moves and the magnetic flux density with respect to the cooling pipe changes, an eddy current is generated in the cooling pipe with a value that is approximately inversely proportional to the electric resistance value of the cooling pipe. As described above, since the cooling pipe is made of a conductive material and has a low electric resistance value, a large eddy current is generated in the cooling pipe. As a result, the moving direction of the mover is changed according to the value of the eddy current. There was a problem that a large thrust, so-called viscous resistance, was generated in the opposite direction.

【0016】冷却管として用いる金属としては、コスト
及び加工性の観点から上記ステンレスの他に鉄材やアル
ミ材も考えられるが、アルミ材の場合は電気抵抗値が小
さいためステンレスと同様に粘性抵抗が大きくなり、さ
らに鉄材の場合は粘性抵抗の大きさに加えて可動子の磁
石に吸着するため、組立時の作業性が非常に悪いという
問題があり、いずれの金属も冷却管の材質として最適と
はいえなかった。
As the metal used for the cooling pipe, iron and aluminum materials can be considered in addition to the above-mentioned stainless steel from the viewpoint of cost and workability. However, since aluminum material has a small electric resistance value, it has viscous resistance like stainless steel. In addition, in the case of iron material, in addition to the magnitude of viscous resistance, it is attracted to the magnet of the mover, so there is a problem that workability during assembly is very poor. I couldn't say.

【0017】また、金属を用いて冷却管を製造する際に
は、上述したように、折り曲げたステンレス板を溶接す
るが、曲げ加工は板厚が大きいと困難であり、切削加工
を施すとコストが大幅に上昇することになる。特に、薄
板の場合、ステンレス板が切削加工中の熱で変形する可
能性が高く実用に供しがたい。さらに、溶接加工時には
ステンレス板に熱が加えられるため、加工後の冷却管に
捻れが生じて寸法公差を維持することが困難である。ま
た、ステンレスは、比重が大きく、冷却管の重量化を招
くという不都合があった。
When manufacturing a cooling pipe using a metal, a bent stainless steel plate is welded as described above. However, the bending work is difficult when the plate thickness is large, and the cutting work is costly. Will rise significantly. In particular, in the case of a thin plate, there is a high possibility that the stainless plate will be deformed by the heat during cutting and it is difficult to put it into practical use. Furthermore, since heat is applied to the stainless steel plate during the welding process, the cooling pipe after the process is twisted, and it is difficult to maintain the dimensional tolerance. Further, stainless steel has a large specific gravity, which causes an inconvenience that the weight of the cooling pipe is increased.

【0018】そこで、粘性抵抗を抑制し、且つ軽量で寸
法精度を維持するために、電気抵抗値が低い樹脂を使用
することも考えられるが、樹脂は剛性が低いため、冷却
管として使用した場合、冷却液の内圧による膨らみが大
きく、可動子の磁石に接触する虞があり現実的ではなか
った。また、電気抵抗値が低い材料としてセラミックス
を用いることも考えられるが、セラミックスは欠けやす
く、また重いという欠点があった。
Therefore, it is conceivable to use a resin having a low electric resistance value in order to suppress the viscous resistance, maintain the weight and maintain the dimensional accuracy. However, since the resin has a low rigidity, when it is used as a cooling pipe. However, the swelling due to the internal pressure of the cooling liquid is large, and there is a risk of contact with the magnet of the mover, which is not realistic. Further, although it is possible to use ceramics as a material having a low electric resistance value, there are drawbacks that the ceramics are easily chipped and heavy.

【0019】本発明は、以上のような点を考慮してなさ
れたもので、軽量の冷却管を精度よく製造することがで
きるとともに、粘性抵抗を抑制可能な冷却管ならびにリ
ニアモータを提供することを目的とする。
The present invention has been made in consideration of the above points, and provides a cooling pipe and a linear motor capable of manufacturing a lightweight cooling pipe with high accuracy and suppressing viscous resistance. With the goal.

【0020】[0020]

【課題を解決するための手段】上記の目的を達成するた
めに本発明は、実施の形態を示す図1ないし図7に対応
付けした以下の構成を採用している。本発明の冷却管
は、発熱体(1)を冷却する冷却管において、発熱体
(1)を囲み、温度調整用媒体の流路(7)を形成する
管体(6)を備え、管体(6)が繊維強化プラスチック
で成形されていることを特徴とするものである。また、
本発明のリニアモータは、相対移動する2つの部材の一
方に設けられたコイル体(1)と、他方の部材(2)に
設けられた発磁体(5)とを有するリニアモータにおい
て、コイル体(1)に温度調整用媒体の流路(7)を形
成する管体(6)を備え、管体(6)が繊維強化プラス
チックで成形されていることを特徴とするものである。
In order to achieve the above object, the present invention employs the following configurations associated with FIGS. 1 to 7 showing an embodiment. The cooling pipe of the present invention is a cooling pipe for cooling a heating element (1), which includes a tube body (6) surrounding the heating element (1) and forming a flow path (7) for a temperature adjusting medium. (6) is formed of fiber reinforced plastic. Also,
The linear motor of the present invention is a linear motor having a coil body (1) provided on one of two members that move relative to each other and a magnetizing body (5) provided on the other member (2). (1) is provided with a tubular body (6) forming a flow path (7) for a temperature adjusting medium, and the tubular body (6) is formed of fiber reinforced plastic.

【0021】繊維強化プラスチック(FRP;Fibr
e Reinfoced Plastic)は、強化繊
維として炭素繊維やステンレスファイバーなどの導電性
を有するものを用いた場合にはそれ自体としても導電性
を有しているが、これは繊維方向において電気抵抗が低
いためであり、繊維と直交する方向においては電気抵抗
が高く、渦電流の経路方向には電気的にほぼ絶縁体と見
なすことができる。渦電流は、磁束線の軸線回りに生じ
るため、FRPをこの磁束線の軸線回り以外の方向、例
えば直線状に配向することで、コイル体(1)と発磁体
(5)との相対移動により発生する渦電流を小さくして
粘性抵抗を抑制することができる。このFRPに用いる
繊維としては、例えば炭素繊維、ガラス繊維、アラミド
繊維を採用することができる。これらのFRPは、型及
び中子を用いることで容易に管体(6)に一体成形する
ことができるため、型及び中子を精度よく製作すること
で高精度の管体(6)を製造できる。また、ステンレス
の密度は約8000kg/m3であるのに対し、炭素繊
維を有するFRP(CFRP)の密度は約1500kg
/m3であり、管体としての重さも1/5以下に抑える
ことが可能になる。
Fiber reinforced plastic (FRP; Fibr)
e Reinforced Plastic) has electrical conductivity when carbon fiber or stainless fiber having electrical conductivity is used as the reinforcing fiber, but it has low electrical resistance in the fiber direction. Therefore, the electrical resistance is high in the direction orthogonal to the fiber, and it can be electrically regarded as an insulator in the eddy current path direction. Since the eddy current is generated around the axis of the magnetic flux line, by orienting the FRP in a direction other than around the axis of the magnetic flux line, for example, in a linear shape, the relative movement between the coil body (1) and the magnetic body (5) causes The eddy current generated can be reduced to suppress the viscous resistance. As the fiber used for this FRP, for example, carbon fiber, glass fiber, or aramid fiber can be adopted. Since these FRPs can be easily integrally formed with the tubular body (6) by using the mold and the core, the FRP can be manufactured with high precision to manufacture the highly precise tubular body (6). it can. Further, the density of stainless steel is about 8000 kg / m 3 , whereas the density of FRP (CFRP) having carbon fibers is about 1500 kg.
/ M 3 , and the weight of the tubular body can be suppressed to 1/5 or less.

【0022】なお、炭素繊維を有するFRP(CFR
P)のヤング率(縦弾性係数)は、150GPa以上で
あれば、ステンレス等と同等以上の性能になり、金属材
料を用いるものとして設計した諸元を変更する必要がな
くなり、設計も含めた製造に要する日数を短縮すること
ができる。また、温度調整用媒体の圧力による変形を考
慮しても150GPa以上が好ましく、脆性が大きくな
ることを考慮すると、FRPのヤング率は250GPa
以下であることが望ましい。
It should be noted that FRP (CFR having carbon fibers
If the Young's modulus (longitudinal elastic modulus) of P) is 150 GPa or more, the performance is equal to or higher than that of stainless steel or the like, and it is not necessary to change the specifications designed using a metal material, and the manufacturing including the design is performed. It is possible to shorten the number of days required for. Further, 150 GPa or more is preferable in consideration of the deformation of the temperature adjusting medium due to the pressure, and considering that brittleness becomes large, the Young's modulus of FRP is 250 GPa.
The following is desirable.

【0023】[0023]

【発明の実施の形態】以下、本発明の冷却管ならびにリ
ニアモータの第1の実施形態を、図1及び図2を参照し
て説明する。これらの図において、従来例として示した
図8乃至図17と同一の構成要素には同一符号を付し、
その説明を省略する。
BEST MODE FOR CARRYING OUT THE INVENTION A first embodiment of a cooling pipe and a linear motor of the present invention will be described below with reference to FIGS. 1 and 2. In these figures, the same components as those of FIGS. 8 to 17 shown as a conventional example are designated by the same reference numerals,
The description is omitted.

【0024】本実施の形態では、図11(b)で示した
断面ロ字状の冷却管(管体)6を炭素繊維強化プラスチ
ック(以下、CFRPと称する)で構成している。より
詳細には、この冷却管6は、図1(a)に示すように、
一方向に沿って直線状に配向した複数の炭素繊維C…C
間にエポキシ樹脂等の合成樹脂Pを含浸させて形成した
例えば厚さ0.1mm〜0.3mm程度のシート材(い
わゆるUD材)、あるいは、図1(b)に示すように、
直線状に配向した複数の炭素繊維C…Cを互いに直交さ
せて織り込み、これら炭素繊維C…C間にエポキシ樹脂
等の合成樹脂Pを含浸させて形成したシート材(いわゆ
るクロス材)を複数層に亘って積層して成形したもので
ある。
In this embodiment, the cooling pipe (tube) 6 having a square cross section shown in FIG. 11B is made of carbon fiber reinforced plastic (hereinafter referred to as CFRP). More specifically, this cooling pipe 6 is, as shown in FIG.
A plurality of carbon fibers C ... C that are linearly oriented along one direction
A sheet material (so-called UD material) having a thickness of, for example, about 0.1 mm to 0.3 mm formed by impregnating a synthetic resin P such as an epoxy resin between them, or as shown in FIG.
A plurality of layers of sheet material (so-called cloth material) formed by weaving a plurality of linearly oriented carbon fibers C ... C so as to be orthogonal to each other and impregnating a synthetic resin P such as an epoxy resin between the carbon fibers C ... C. It is formed by laminating over.

【0025】次に、CFRPを冷却管6として成形する
手順について説明すると、図2(a)に示すように、成
形すべき冷却管6の内周側断面形状を有する中子9の外
周に上記CFRPで形成したシート材(UD材又は/及
びクロス材)を複数層に亘って巻回して積層し管状に賦
形する。ここで、積層する層数は、冷却管6として要求
される強度に基づいて決定される。また、UD材を用い
る場合には、炭素繊維の配向方向が隣り合うシート材の
配向方向と直交するように積層する。少なくとも、配向
方向に偏りが生じないようにシート材を積層することに
より、冷却管6としての強度を等方的(一様)にするこ
とができる。
Next, the procedure for molding the CFRP as the cooling pipe 6 will be described. As shown in FIG. 2A, the core 9 having the cross-sectional shape on the inner peripheral side of the cooling pipe 6 to be molded is formed on the outer periphery of the core 9. A sheet material (UD material and / or cloth material) formed of CFRP is wound around a plurality of layers, laminated, and shaped into a tube. Here, the number of layers to be laminated is determined based on the strength required for the cooling pipe 6. When a UD material is used, the carbon fibers are laminated so that the orientation directions of the carbon fibers are orthogonal to the orientation directions of the adjacent sheet materials. At least, the strength of the cooling pipe 6 can be made isotropic (uniform) by stacking the sheet materials so that the orientation directions are not biased.

【0026】続いて、成形すべき冷却管6の外周側断面
形状を有する一対の型10、10間のキャビティ内にC
FRPのシート材を巻回した中子9をセットし、シート
材を加圧・加熱する。これにより、エポキシ樹脂が固化
して、断面ロ字状の冷却管6が成形される。
Then, C is placed in the cavity between the pair of molds 10 and 10 having the cross-sectional shape on the outer peripheral side of the cooling pipe 6 to be molded.
The core 9 wound with the FRP sheet material is set, and the sheet material is pressed and heated. As a result, the epoxy resin is solidified and the cooling pipe 6 having a square cross section is formed.

【0027】ここで、CFRPで成形された冷却管6に
生じる渦電流について説明すると、CFRPは導電性を
有しているが、これは繊維方向において電気抵抗が低い
ためであり、炭素繊維と直交する方向においては電気抵
抗が高く、渦電流の経路方向には電気的にほぼ絶縁体と
見なすことができる。また、炭素繊維C間には絶縁体で
あるエポキシ樹脂が介在しており、炭素繊維同士が接触
しても僅かな面積であるため、磁束線の軸線回りには電
気が流れにくい状態となっている。そして、渦電流は、
磁束線の軸線回りに生じるため、炭素繊維Cをこの磁束
線の軸線回り以外の方向、本実施形態では直線状に配向
することで、磁束線の軸線回りの電気抵抗が高くなり、
コイルアセンブリ1と磁石5との相対移動により発生す
る渦電流を小さくすることができる。
Here, the eddy current generated in the cooling pipe 6 formed of CFRP will be explained. CFRP has conductivity, but this is because the electric resistance is low in the fiber direction and it is orthogonal to the carbon fiber. The electrical resistance is high in the direction of the eddy current, and can be regarded as an electrical insulator in the direction of the eddy current path. Further, since the epoxy resin which is an insulator is interposed between the carbon fibers C and the carbon fibers have a small area even if they come into contact with each other, it becomes difficult for electricity to flow around the axis of the magnetic flux lines. There is. And the eddy current is
Since it occurs around the axis of the magnetic flux line, by orienting the carbon fiber C in a direction other than the axial line of the magnetic flux line, that is, in the present embodiment, linearly oriented, the electric resistance around the axial line of the magnetic flux line increases,
The eddy current generated by the relative movement of the coil assembly 1 and the magnet 5 can be reduced.

【0028】実際に、上記の方法で、ステンレス製の冷
却管と同じ寸法に成形したCFRPの冷却管6を用いて
実験したところ、粘性抵抗が1/10以下になることが
確認された。なお、渦電流の値を直接測定することは困
難なので、この実験では各材質の冷却管をそれぞれ製作
し、図2(b)に示すように、冷却管内にコイルアセン
ブリ1を挿入した後、冷却管の開口端部を所定の蓋体で
封止し、図2(c)に示すように、温度調整用媒体とし
ての冷却液11を充填して磁石ユニット2と組み合わせ
てリニアモータを構成し、このリニアモータで生じる粘
性抵抗を測定した。
[0028] Actually, an experiment was conducted by the above method using the cooling pipe 6 of CFRP formed to the same size as the cooling pipe made of stainless steel, and it was confirmed that the viscous resistance was 1/10 or less. Since it is difficult to directly measure the value of the eddy current, in this experiment, cooling tubes of each material were manufactured, and after the coil assembly 1 was inserted into the cooling tubes as shown in FIG. The open end of the tube is sealed with a predetermined lid, and as shown in FIG. 2C, the cooling liquid 11 as a temperature adjusting medium is filled and combined with the magnet unit 2 to form a linear motor, The viscous resistance generated by this linear motor was measured.

【0029】また、ステンレスの密度は約8000kg
/m3であるのに対し、CFRPの密度は約1500k
g/m3であり、成形された冷却管としての重さも1/
5以下に抑えることができた。
The density of stainless steel is about 8000 kg.
/ M 3 , whereas the density of CFRP is about 1500k
g / m 3 and the weight of the molded cooling pipe is also 1 /
It could be suppressed to 5 or less.

【0030】なお、CRFPは、積層構成によって強
度、例えばヤング率(縦弾性係数)が変動するが、周方
向のヤング率を150GPa以上とすることで、ステン
レス製の冷却管を用いて設計したコイルアセンブリ1や
磁石ユニット2の大きさ等の諸元を変更することなく、
冷却管6としてCFRPで成形したものを適用すること
ができる。また、周方向のヤング率が大きくなること
で、冷却管6とコイルアセンブリ1との間の流路7に充
填された冷却液11の圧力による冷却管6の変形が減少
するが、脆性が大きくなることや変形の許容量を考慮す
ると、CFRPの周方向のヤング率は250GPa以下
であることが望ましい。
Although the strength, for example, Young's modulus (longitudinal elastic modulus) of CRFP varies depending on the laminated structure, the Young's modulus in the circumferential direction is set to 150 GPa or more, so that a coil designed by using a cooling pipe made of stainless steel is used. Without changing specifications such as the size of the assembly 1 and the magnet unit 2,
As the cooling pipe 6, a CFRP molded product can be applied. Further, as the Young's modulus in the circumferential direction increases, the deformation of the cooling pipe 6 due to the pressure of the cooling liquid 11 filling the flow passage 7 between the cooling pipe 6 and the coil assembly 1 decreases, but the brittleness increases. In consideration of this and the allowable amount of deformation, the Young's modulus in the circumferential direction of CFRP is preferably 250 GPa or less.

【0031】以上のように本実施の形態の冷却管ならび
にリニアモータでは、冷却管6がCFRPで成形されて
いるので、可動子が駆動される際に生じる渦電流を小さ
くすることができ、可動子の高精度の駆動に障害となる
粘性抵抗を大幅に抑制することができる。また、CFR
Pは、ステンレス等の金属材料に比較して密度が小さい
ので軽量化も図ることができるとともに、中子9や型1
0を精度よく製作すれば、精度よく製造された冷却管6
を容易に得ることができる。
As described above, in the cooling pipe and the linear motor of the present embodiment, since the cooling pipe 6 is formed of CFRP, the eddy current generated when the mover is driven can be reduced, and the movable member can be moved. Viscous resistance, which hinders high-precision driving of the child, can be significantly suppressed. Also, CFR
Since P has a lower density than metal materials such as stainless steel, it can be made lighter, and the core 9 and the mold 1 can be made.
If 0 is manufactured accurately, the cooling pipe 6 manufactured accurately
Can be easily obtained.

【0032】しかも、本実施の形態ではCFRPのヤン
グ率を150GPa以上、且つ250GPa以下とする
ことで、金属材料を用いて設計したリニアモータであっ
ても、設計諸元を大きく変更することなくCFRP製の
冷却管に転換することが可能になり、設計も含めた製造
に要する日数を大幅に短縮することができる。
Moreover, in the present embodiment, the Young's modulus of CFRP is set to 150 GPa or more and 250 GPa or less, so that even a linear motor designed using a metal material does not significantly change the design specifications of CFRP. Since it is possible to switch to a cooling tube made of steel, it is possible to significantly reduce the number of days required for manufacturing, including design.

【0033】また、本実施の形態では、コイルアセンブ
リ1を固定子に設けたので、冷却液の供給管、排出管が
移動しない。そのため、これらの配管の移動に伴う振動
が発生せず、可動子の駆動特性に与える悪影響を排除す
ることができる。
Further, in this embodiment, since the coil assembly 1 is provided on the stator, the coolant supply pipe and the discharge pipe do not move. Therefore, vibrations due to the movement of these pipes do not occur, and the adverse effect on the drive characteristics of the mover can be eliminated.

【0034】図3乃至図5は、本発明の冷却管ならびに
リニアモータの第2の実施形態を示す図である。これら
の図において、図1及び図2に示す第1の実施の形態の
構成要素と同一の要素については同一符号を付し、その
説明を省略する。第2の実施の形態と上記の第1の実施
の形態とが異なる点は、冷却管6の形状及びCFRPシ
ート材の積層構造である。
FIGS. 3 to 5 are views showing a second embodiment of the cooling pipe and the linear motor of the present invention. In these figures, the same components as those of the first embodiment shown in FIGS. 1 and 2 are designated by the same reference numerals, and the description thereof will be omitted. The difference between the second embodiment and the first embodiment is the shape of the cooling pipe 6 and the laminated structure of the CFRP sheet material.

【0035】図3(a)に示すように、本実施の形態で
は図12(b)で示した冷却管6の内周側断面形状を有
する中子9の外周に上記CFRPで形成したシート材を
複数層に亘って巻回して積層し管状に成形する。そし
て、図3(b)に示すように、冷却管6内にコイルアセ
ンブリ1を挿入した後、冷却管6の開口端部を所定の蓋
体で封止し、図3(c)に示すように、冷却液11を充
填して磁石ユニット2と組み合わせることでリニアモー
タを構成できる。
As shown in FIG. 3A, in the present embodiment, the sheet material formed of CFRP is formed on the outer periphery of the core 9 having the inner peripheral side cross-sectional shape of the cooling pipe 6 shown in FIG. 12B. Is wound over a plurality of layers and laminated to form a tube. Then, as shown in FIG. 3B, after inserting the coil assembly 1 into the cooling pipe 6, the opening end of the cooling pipe 6 is sealed with a predetermined lid, and as shown in FIG. In addition, a linear motor can be configured by filling the cooling liquid 11 and combining it with the magnet unit 2.

【0036】ここで、シート材における炭素繊維の配向
方向は、冷却液から冷却管6に加わる圧力に基づいて設
定される。これを詳細に説明すると、図4(a)は、冷
却液からの圧力(内圧)が冷却管6に加わらないときの
冷却管6の変形分布図であり、図4(b)は冷却液から
の圧力が冷却管6に加わったときの冷却管6の変形分布
図である。図4(b)に示すように、内圧が加わると、
冷却管6には長手方向の軸回りに大きな変形(曲げ)が
生じ、これと直交する方向にも長手方向の軸回りに比べ
て小さいながらも変形が生じる。
Here, the orientation direction of the carbon fibers in the sheet material is set based on the pressure applied from the cooling liquid to the cooling pipe 6. To explain this in detail, FIG. 4A is a deformation distribution diagram of the cooling pipe 6 when the pressure (internal pressure) from the cooling liquid is not applied to the cooling pipe 6, and FIG. FIG. 6 is a deformation distribution diagram of the cooling pipe 6 when the pressure of 1 is applied to the cooling pipe 6. As shown in FIG. 4B, when internal pressure is applied,
The cooling pipe 6 is largely deformed (bent) around the longitudinal axis, and is also deformed in a direction orthogonal to the axial direction although it is smaller than the longitudinal axis.

【0037】このとき、図5(a)に示す冷却管6のシ
ート材が長手方向の軸回りに大きく変形すると、図5
(b)に示すように、外周面近傍のシート材が周方向で
最も大きく引っ張られ、内周面近傍のシート材が周方向
で最も大きく圧縮される。従って、この大きな引張力及
び圧縮力に対して大きな剛性を持たせるために、外周面
近傍の層及び内周面近傍の層には、周方向に沿って炭素
繊維が配向されたシート材(UD材)を配する。
At this time, if the sheet material of the cooling pipe 6 shown in FIG. 5A is largely deformed around the longitudinal axis,
As shown in (b), the sheet material near the outer peripheral surface is pulled most in the circumferential direction, and the sheet material near the inner peripheral surface is most compressed in the circumferential direction. Therefore, in order to have great rigidity against the large tensile force and compressive force, the sheet material (UD) in which carbon fibers are oriented along the circumferential direction is provided in the layer near the outer peripheral surface and the layer near the inner peripheral surface. Material).

【0038】また、長手方向と直交する方向の軸線回り
も変形が生じているため、全てのシート材の炭素繊維を
周方向に沿って配向させることには問題がある。そのた
め、本実施の形態では、外周面近傍と内周面近傍との中
間部分には、炭素繊維が周方向と直交する方向に配向さ
れたUD材もしくはクロス材を配している。これによ
り、いずれの方向に対しても冷却管6に強度を持たせる
ことができる。換言すると、本実施の形態では、冷却管
6に加わる圧力に応じて適切な配向方向でシート材を配
することで、各方向毎に必要な強度を持たせることが可
能である。
Further, since the deformation also occurs around the axis line in the direction orthogonal to the longitudinal direction, there is a problem in orienting the carbon fibers of all the sheet materials along the circumferential direction. Therefore, in the present embodiment, the UD material or the cloth material in which the carbon fibers are oriented in the direction orthogonal to the circumferential direction is arranged in the intermediate portion between the vicinity of the outer peripheral surface and the vicinity of the inner peripheral surface. As a result, the cooling pipe 6 can have strength in any direction. In other words, in the present embodiment, by arranging the sheet material in an appropriate orientation direction according to the pressure applied to the cooling pipe 6, it is possible to provide the required strength in each direction.

【0039】なお、上記実施の形態では、冷却管6が一
定の厚さを有する構成としたが、これに限られず、図2
に示したフラットなコイルアセンブリ1や図3に示した
略H字状のコイルアセンブリ1に対して、図6(a)〜
(c)や、図7(a)〜(c)に示すように、コイルア
センブリ1が磁石5と対向しない部位(領域)、いわゆ
る無効コイル部を厚くする構成としてもよい。この構成
の冷却管6は、型10、10の形状を変更することで容
易に成形可能である。このように、無効コイル部付近を
厚くすることで、冷却液11の圧力による応力分布を1
/3程度に軽減できる。通常、磁石ユニット2内におけ
る無効コイル部近傍には、スペースが残されていること
が多いため、この構成では別途スペースを確保すること
なく冷却管6の応力分布を軽減することができる。
In the above-described embodiment, the cooling pipe 6 has a constant thickness, but the present invention is not limited to this.
6 (a) to 6 (a) to the flat coil assembly 1 shown in FIG. 3 and the substantially H-shaped coil assembly 1 shown in FIG.
As shown in FIG. 7C and FIGS. 7A to 7C, a portion (area) where the coil assembly 1 does not face the magnet 5, that is, a so-called invalid coil portion may be thickened. The cooling pipe 6 having this configuration can be easily molded by changing the shapes of the molds 10 and 10. Thus, by thickening the vicinity of the ineffective coil portion, the stress distribution due to the pressure of the cooling liquid 11 is reduced to 1
It can be reduced to about / 3. Usually, a space is often left in the vicinity of the ineffective coil portion in the magnet unit 2, so that in this configuration, the stress distribution of the cooling pipe 6 can be reduced without securing another space.

【0040】また、上記実施の形態では、リニアモータ
が2相モータの構成として説明したが、これに限定され
るものではなく、3相モータであっても構わない。さら
に、上記実施の形態では、ムービングマグネット型の例
を用いて説明したが、ムービングコイル型であっても同
様の作用・効果を得ることができる。FRPに含まれる
繊維に関しても、炭素繊維以外にもガラス繊維やアラミ
ド繊維を用いてもよい。
In the above embodiment, the linear motor has been described as a two-phase motor, but the present invention is not limited to this and may be a three-phase motor. Furthermore, in the above-described embodiment, the moving magnet type has been described as an example, but the same action and effect can be obtained even with the moving coil type. Regarding the fibers contained in the FRP, glass fibers or aramid fibers may be used instead of carbon fibers.

【0041】なお、上記のCFRPにおいて炭素繊維間
に含浸したエポキシ樹脂に発泡剤を含有させてもよい。
この場合、冷却管に気泡が形成されるため、断熱性を向
上させることができる。
In the CFRP, an epoxy resin impregnated between carbon fibers may contain a foaming agent.
In this case, since bubbles are formed in the cooling pipe, the heat insulating property can be improved.

【0042】上記のリニアモータは、マスクと基板とを
静止した状態でマスクのパターンを露光し、基板を順次
移動させるステップ・アンド・リピート型の露光装置に
おける基板ステージや、マスクと基板とを同期移動して
マスクのパターンを基板に露光する走査型の露光装置に
おけるマスクステージや基板ステージに適用できるのみ
ならず、物体の形状を3次元的に測定する3次元測定器
の移動系等、種々の装置の駆動系に適用可能である。
The linear motor described above exposes the pattern of the mask while the mask and the substrate are stationary, and the substrate stage in a step-and-repeat type exposure apparatus for sequentially moving the substrate and the mask and the substrate are synchronized with each other. It can be applied not only to a mask stage or a substrate stage in a scanning type exposure apparatus that moves and exposes a mask pattern onto a substrate, but also to various types such as a moving system of a three-dimensional measuring device that three-dimensionally measures the shape of an object. It can be applied to the drive system of the device.

【0043】[0043]

【発明の効果】以上説明したように、請求項1に係る冷
却管は、温度調整用媒体の流路を形成する管体が繊維強
化プラスチックで成形される構成となっている。これに
より、この冷却管では、軽量且つ精度よく管体を製造で
きるという効果を奏する。
As described above, in the cooling pipe according to the first aspect of the present invention, the tubular body forming the flow path of the temperature adjusting medium is made of fiber reinforced plastic. As a result, with this cooling pipe, there is an effect that the pipe body can be manufactured with light weight and high accuracy.

【0044】請求項2に係る冷却管は、繊維強化プラス
チックが炭素繊維を有する構成となっている。これによ
り、この冷却管では、高強度の管体が得られるという効
果を奏する。
In the cooling pipe according to the second aspect, the fiber-reinforced plastic has carbon fibers. As a result, this cooling pipe has an effect of obtaining a high-strength pipe body.

【0045】請求項3に係る冷却管は、繊維強化プラス
チックが直線状に配向された繊維を有する構成となって
いる。これにより、この冷却管では、高強度の管体が得
られるという効果を奏する。
A cooling pipe according to a third aspect of the present invention has a structure in which a fiber-reinforced plastic has fibers oriented linearly. As a result, this cooling pipe has an effect of obtaining a high-strength pipe body.

【0046】請求項4に係る冷却管は、管体が繊維強化
プラスチックで形成されたシート材が複数層に亘って積
層して成形される構成となっている。これにより、この
冷却管では、軽量且つ精度よく管体を製造できるという
効果を奏する。
A cooling pipe according to a fourth aspect of the present invention has a structure in which a tubular body is formed by laminating a plurality of sheet materials formed of fiber reinforced plastic. As a result, with this cooling pipe, there is an effect that the pipe body can be manufactured with light weight and high accuracy.

【0047】請求項5に係る冷却管は、温度調整用媒体
から管体に加わる圧力に関する情報に基づいて、シート
材の繊維が配向される構成となっている。これにより、
この冷却管では、管体に加わる圧力方向に応じて必要な
強度を持たせることが可能になるという効果を奏する。
In the cooling pipe according to the fifth aspect, the fibers of the sheet material are oriented on the basis of the information on the pressure applied to the pipe body from the temperature adjusting medium. This allows
This cooling pipe has an effect that it is possible to give necessary strength according to the direction of pressure applied to the pipe body.

【0048】請求項6に係る冷却管は、管体の内周面近
傍および外周面近傍の層に、繊維が管体の周方向に沿っ
て配向されたシート材が配される構成となっている。こ
れにより、この冷却管では、内周面近傍および外周面近
傍の層に圧力が加わった場合でも管体に必要な強度、剛
性を持たせることが可能になるという効果を奏する。
According to the sixth aspect of the present invention, in the cooling pipe, the sheet material in which the fibers are oriented along the circumferential direction of the tubular body is arranged in the layers near the inner peripheral surface and the outer peripheral surface of the tubular body. There is. As a result, in this cooling pipe, it is possible to provide the pipe body with necessary strength and rigidity even when pressure is applied to the layers near the inner peripheral surface and the outer peripheral surface.

【0049】請求項7に係るリニアモータは、内周面近
傍の層と外周面近傍の層との間に、繊維が周方向と略直
交する方向に配向されたシート材が配される構成となっ
ている。これにより、このリニアモータでは、周方向と
略直交する方向に圧力が加わった場合でも、管体に必要
な強度を持たせることが可能になるという効果を奏す
る。
According to a seventh aspect of the present invention, there is provided a linear motor in which a sheet material in which fibers are oriented in a direction substantially orthogonal to a circumferential direction is arranged between a layer near an inner peripheral surface and a layer near an outer peripheral surface. Has become. As a result, in this linear motor, it is possible to provide the tubular body with the required strength even when pressure is applied in a direction substantially orthogonal to the circumferential direction.

【0050】請求項8に係るリニアモータは、温度調整
用媒体の流路を形成する管体が繊維強化プラスチックで
成形される構成となっている。これにより、このリニア
モータでは、可動子の高精度の駆動に障害となる粘性抵
抗を大幅に抑制できるとともに、軽量且つ精度よく管体
を製造できるという効果を奏する。
In the linear motor according to the eighth aspect, the tubular body forming the flow path of the temperature adjusting medium is made of fiber reinforced plastic. As a result, in this linear motor, viscous resistance, which is an obstacle to high-accuracy driving of the mover, can be significantly suppressed, and a lightweight and accurate pipe body can be manufactured.

【0051】請求項9に係るリニアモータは、コイル体
と発磁体とが対向しない領域における管体の厚さが、コ
イル体と発磁体とが対向する領域における厚さよりも大
きい構成となっている。これにより、このリニアモータ
では、別途スペースを確保することなく管体の応力分布
を軽減できるという効果が得られる。
In the linear motor according to the ninth aspect, the thickness of the tubular body in the region where the coil body and the magnetic body do not face each other is larger than the thickness in the region where the coil body and the magnetic body face each other. . As a result, in this linear motor, the effect that the stress distribution of the tubular body can be reduced without securing a separate space is obtained.

【0052】請求項10に係るリニアモータは、コイル
体が相対移動する部材のうち、固定側の部材に設けられ
る構成となっている。これにより、このリニアモータで
は、配管の移動に伴う振動で駆動特性に悪影響が及ぶこ
とを防止できるという効果を奏する。
In the linear motor according to the tenth aspect of the present invention, the coil body is provided on the fixed side member of the relative moving members. As a result, this linear motor has an effect that it is possible to prevent the driving characteristics from being adversely affected by the vibration accompanying the movement of the pipe.

【図面の簡単な説明】[Brief description of drawings]

【図1】 (a)はUD材、(b)はクロス材における
炭素繊維の配向方向と渦電流の流れる方向とを説明する
図である。
FIG. 1A is a diagram illustrating the orientation direction of carbon fibers in a UD material and FIG. 1B is a diagram illustrating a direction in which an eddy current flows in a cloth material.

【図2】 (a)〜(c)は、本発明の第1の実施形態
を説明するための断面図である。
FIGS. 2A to 2C are cross-sectional views for explaining the first embodiment of the present invention.

【図3】 (a)〜(c)は、本発明の第2の実施形態
を説明するための断面図である。
FIGS. 3A to 3C are cross-sectional views for explaining a second embodiment of the present invention.

【図4】 (a)は冷却管に圧力が加わらないときの変
形分布図であり、(b)は圧力が加わったときの変形分
布図である。
4A is a deformation distribution map when pressure is not applied to the cooling pipe, and FIG. 4B is a deformation distribution map when pressure is applied.

【図5】 図4における冷却管の(a)は側面図、
(b)は部分拡大図である。
FIG. 5 (a) is a side view of the cooling pipe in FIG.
(B) is a partially enlarged view.

【図6】 (a)〜(c)は、本発明の別の実施形態を
説明するための断面図である。
6 (a) to 6 (c) are cross-sectional views for explaining another embodiment of the present invention.

【図7】 (a)〜(c)は、本発明の別の実施形態を
説明するための断面図である。
7A to 7C are cross-sectional views for explaining another embodiment of the present invention.

【図8】 従来技術によるリニアモータの一例を示す
(a)は平面図、(b)は右側面図、(c)は正面図で
ある。
FIG. 8A is a plan view, FIG. 8B is a right side view, and FIG. 8C is a front view showing an example of a conventional linear motor.

【図9】 従来技術によるリニアモータの一例を示す
(a)は平面図、(b)は右側面図、(c)は正面図で
ある。
9A is a plan view, FIG. 9B is a right side view, and FIG. 9C is a front view showing an example of a conventional linear motor.

【図10】 従来技術によるリニアモータの一例を示す
(a)は平面図、(b)は右側面図、(c)は正面図で
ある。
10A is a plan view, FIG. 10B is a right side view, and FIG. 10C is a front view showing an example of a conventional linear motor.

【図11】 従来技術によるリニアモータの一例を示す
(a)は平面図、(b)は右側面図、(c)は正面図で
ある。
11A is a plan view, FIG. 11B is a right side view, and FIG. 11C is a front view showing an example of a conventional linear motor.

【図12】 従来技術によるリニアモータの一例を示す
(a)は平面図、(b)は右側面図、(c)は正面図で
ある。
12A is a plan view, FIG. 12B is a right side view, and FIG. 12C is a front view showing an example of a conventional linear motor.

【図13】 従来技術によるリニアモータの一例を示す
(a)は平面図、(b)は右側面図、(c)は正面図で
ある。
13A is a plan view, FIG. 13B is a right side view, and FIG. 13C is a front view showing an example of a conventional linear motor.

【図14】 (a)〜(d)は、従来技術による冷却管
の製造手順の一例を示す図である。
14A to 14D are diagrams showing an example of a procedure for manufacturing a cooling pipe according to a conventional technique.

【図15】 (a)〜(d)は、従来技術による冷却管
の製造手順の一例を示す図である。
15A to 15D are diagrams showing an example of a procedure for manufacturing a cooling pipe according to a conventional technique.

【図16】 (a)〜(c)は、従来技術による冷却管
の製造手順の一例を示す図である。
16 (a) to 16 (c) are diagrams showing an example of a procedure for manufacturing a cooling pipe according to a conventional technique.

【図17】 (a)〜(c)は、従来技術による冷却管
の製造手順の一例を示す図である。
17A to 17C are diagrams showing an example of a procedure for manufacturing a cooling pipe according to a conventional technique.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

1 コイルアセンブリ(電機子、コイル体) 2 磁石ユニット 5 磁石(発磁体) 6 冷却管(管体) 7 流路 11 冷却液(温度調整用媒体) 1 Coil assembly (armature, coil body) 2 magnet unit 5 Magnet (magnetizer) 6 Cooling pipe (tube) 7 channels 11 Coolant (medium for temperature adjustment)

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.7 識別記号 FI テーマコート゛(参考) // F28F 21/06 H01L 21/30 503A (72)発明者 川嶋 茂 滋賀県大津市園山1丁目1番1号 東レ株 式会社滋賀事業場内 (72)発明者 西 泰博 滋賀県大津市園山1丁目1番1号 東レ株 式会社滋賀事業場内 (72)発明者 吉村 大彦 東京都中央区日本橋室町2丁目2番1号 東レ株式会社東京事業場内 Fターム(参考) 2H097 GB00 LA10 5F046 CC01 CC02 CC17 5H609 BB08 PP02 PP06 PP09 QQ05 QQ10 RR37 RR74 RR75 5H641 BB06 BB19 GG02 GG07 GG11 HH03 HH05 HH06 JB05 JB09 JB10 ─────────────────────────────────────────────────── ─── Continuation of the front page (51) Int.Cl. 7 Identification code FI theme code (reference) // F28F 21/06 H01L 21/30 503A (72) Inventor Shigeru Kawashima 1-1-1, Sonoyama, Otsu City, Shiga Prefecture No. 1 Toray Co., Ltd. Shiga Business Site (72) Inventor Yasuhiro Nishi 1-11-1 Sonoyama, Otsu City, Shiga Prefecture Toray Co., Ltd. Shiga Business Site (72) Inventor Daihiko Yoshimura Nihonbashi Muromachi, Chuo-ku, Tokyo No. 2 No. 1 Toray Co., Ltd. Tokyo Business Office F-term (reference) 2H097 GB00 LA10 5F046 CC01 CC02 CC17 5H609 BB08 PP02 PP06 PP09 QQ05 QQ10 RR37 RR74 RR75 5H641 BB06 BB19 GG02 GG07 GG11 HH03 HH05 HH06 JB05 JB09 JB05 JB09

Claims (10)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】 発熱体を冷却する冷却管において、 前記発熱体を囲み、温度調整用媒体の流路を形成する管
体を備え、 前記管体が繊維強化プラスチックで成形されていること
を特徴とする冷却管。
1. A cooling pipe for cooling a heating element, comprising a tubular body that surrounds the heating element and forms a flow path for a temperature adjusting medium, and the tubular body is formed of fiber reinforced plastic. And cooling tube.
【請求項2】 請求項1記載の冷却管において、 前記繊維強化プラスチックは、強化繊維として炭素繊維
を有していることを特徴とする冷却管。
2. The cooling pipe according to claim 1, wherein the fiber-reinforced plastic has carbon fibers as reinforcing fibers.
【請求項3】 請求項1または2記載の冷却管におい
て、 前記繊維強化プラスチックは、強化繊維として直線状に
配向された繊維を有することを特徴とする冷却管。
3. The cooling pipe according to claim 1, wherein the fiber-reinforced plastic has linearly oriented fibers as reinforcing fibers.
【請求項4】 請求項3記載の冷却管において、 前記管体は、前記繊維強化プラスチックで形成されたシ
ート材が複数層に亘って積層して成形されることを特徴
とする冷却管。
4. The cooling pipe according to claim 3, wherein the tubular body is formed by laminating a plurality of layers of sheet material formed of the fiber reinforced plastic.
【請求項5】 請求項4記載の冷却管において、 前記温度調整用媒体から前記管体に加わる圧力に関する
情報に基づいて、前記シート材の繊維が配向されている
ことを特徴とする冷却管。
5. The cooling pipe according to claim 4, wherein the fibers of the sheet material are oriented on the basis of information about the pressure applied to the pipe body from the temperature adjusting medium.
【請求項6】 請求項5記載の冷却管において、 前記管体の内周面近傍および外周面近傍の層には、前記
繊維が前記管体の周方向に沿って配向されたシート材が
配されることを特徴とする冷却管。
6. The cooling pipe according to claim 5, wherein a sheet material in which the fibers are oriented along a circumferential direction of the tubular body is arranged in a layer near the inner peripheral surface and the outer peripheral surface of the tubular body. Cooling pipe characterized by being.
【請求項7】 請求項6記載の冷却管において、 前記内周面近傍の層と前記外周面近傍の層との間には、
前記繊維が前記周方向と略直交する方向に配向されたシ
ート材が配されることを特徴とする冷却管。
7. The cooling pipe according to claim 6, wherein between the layer near the inner peripheral surface and the layer near the outer peripheral surface,
A cooling pipe comprising a sheet material in which the fibers are oriented in a direction substantially orthogonal to the circumferential direction.
【請求項8】 相対移動する2つの部材の一方に設けら
れた発熱体であるコイル体と、他方の部材に設けられた
発磁体とを有するリニアモータにおいて、 前記コイル体を冷却する冷却管として請求項1から7の
いずれか一項記載の冷却管を用いることを特徴とするリ
ニアモータ。
8. A linear motor having a coil body, which is a heating element provided on one of two members that move relative to each other, and a magnetizing body provided on the other member, as a cooling pipe for cooling the coil body. A linear motor using the cooling pipe according to any one of claims 1 to 7.
【請求項9】 請求項8記載のリニアモータにおいて、 前記管体は、前記コイル体と前記発磁体とが対向しない
領域における厚さが、前記コイル体と前記発磁体とが対
向する領域における厚さよりも大きいことを特徴とする
リニアモータ。
9. The linear motor according to claim 8, wherein the tubular body has a thickness in a region where the coil body and the magnet body do not face each other, in a region where the coil body and the magnet body face each other. A linear motor characterized by being larger than
【請求項10】 請求項8または9記載のリニアモータ
において、 前記コイル体は、前記相対移動する部材のうち、固定側
の部材に設けられることを特徴とするリニアモータ。
10. The linear motor according to claim 8, wherein the coil body is provided on a fixed-side member of the relative moving members.
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